CN105204463A - 一种基于物联网的打标机系统及其打标方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于物联网的打标机系统以及打标方法，包括：多台激光打标机，该多台激光打标机通过一总线与服务器连接，每一个激光打标机连接一智能激光打标控制板，该智能激光打标控制板能控制对应的激光打标机工作，智能打标机系统还包括通过数据控制连接所有的智能激光打标控制板的网络操作机器，通过网络操作机器发出串口指令实现物联网连接。本发明利用工业物联网，通过总线将多个激光打标机连接到服务器，每个激光打标机连接一智能激光打标控制板，通过智能激光打标控制板连接到工厂的网络操作机器，并与网络操作机器实现通信，本系统通过同时远程服务器管理这些激光打标机工作的作业或多条自动化生产线，这样能提高效率并精简动作和空间。
Description
技术领域
本发明适用于激光技术领域，尤其涉及一种基于物联网的机构激光打标系统及其打标方法。
背景技术
在过去五十年中，计算机技术发生了翻天覆地的变化，我们使用计算机的方式也不例外：将智能设备和互联网连接在一起，就是所谓的“物联网”。我们所说的智能设备并不局限于消费品，借助最近的创新，制造行业也可以实现这种“智能”化，这将允许工厂的自动化网络中的各种设备、机器和仪器彼此之间实现无缝通信。
工业物联网(IndustrialInternetofThings，简称IIOT)这一术语是由自动化世界杂志的RichardNass提出，这一创新正在改变制造行业的面貌。根据Manufacturing.net网站的数据，IIOT市场价值高达14万亿美元，制造业占据了27％的份额。IIOT由硬件和软件、器械、系统集成、工厂网络以及云技术组成。对制造商来说，五年前他们只能在想象中出现的事情，如今在工业物联网的帮助下终于可以实现了。
激光技术创新的许多成果正从各个方面改变着人们的生活。可以预见21世纪将会是激光技术大放光彩的时代。激光扫描技术作为激光技术的一个重要作用，将被广泛应用于激光加工，图像传输，医用CT仪器等等方面。借助进步的技术，IIOT让制造商现在能够自动执行许多以前必须人工操作的作业。
发明内容
本发明的目的在于提供一种同时远程管理多个作业或多条自动化生产线、提高效率并精简动作和空间的基于物联网的基于物联网的智能机构激光打标系统及其打标方法。
本发明提供一种基于物联网的打标机系统，其包括：多台激光打标机，该多台激光打标机通过一总线与服务器连接，每一个激光打标机连接一智能激光打标控制板，该智能激光打标控制板能控制对应的激光打标机工作，智能打标机系统还包括通过数据控制连接所有的智能激光打标控制板的网络操作机器，通过网络操作机器发出串口指令实现物联网连接。
其中，服务器通过以太网分配IP地址的方式连接所有的智能激光打标控制板。
其中，网络操作机器包括网络中的电脑、PLC可编程逻辑控制器、智能手机、平板电脑、或工厂后台数据库。
其中，智能激光打标控制板设有应用程序接口或远程应用程序接口，应用程序接口或远程应用程序接口连接智能激光打标控制板与网络操作机器。
其中，物联网包括：互联网终端、移动办公、管理中心、远程维护。
本发明又提供一种基于物联网的打标机系统的打标方法，包括如下步骤：
步骤A1：将激光打标系统内每一台激光打标机配置一智能打标控制板；
步骤A2：将智能打标控制板与用于控制系统的服务器连接，并将该服务器通过网络操作机器连接到物联网中；
步骤A3：将需要打标的配置文件加载到网络操作机器中；
步骤A4：网络操作机器发送指令到智能打标控制板；
步骤A5：智能打标控制板接收到指令后控制对应的激光打标机进行相应的工作；
步骤A6：服务器根据要求分配对应的激光打标机工作；
步骤A7：通过应用程序接口或远程应用程序接口实现信息交流：智能激光打标控制板收集数据和提供信息。
其中，所述步骤A7，工作人员根据智能激光打标控制板提供数据和信息决定是否增加班次或减少班次，分析一条生产线的效率比另一条生产线低的原因，或是在规定时间内打标了多少个小零件。
其中，所述步骤A6，每个激光打标机不需要单独配置工控机对打标机进行控制。
本发明又提供一种基于物联网的打标机系统的打标方法，包括如下步骤：
第一步：将多个智能打标控制板及对应激光打标机与网络操作机器通过应用程序接口或远程应用程序接口协议接入激光打标系统中；
第二步：在网络操作机器加载配置文件；
第三步：通过网络操作机器中的网络中的发出串口指令；
第四步：激光打标系统收到串口指令，开始运行；
第五步：检测工作完成的加工件；
第六步：将检测出的信息以特定的格式传递到对应的智能打标控制板中；
第七步：如果加工件通过检查，智能打标控制板将会发出指令控制对应的激光打标机进行打标，激光打标机在加工件上打印预想设定的标志；
第八步：如果加工件没有通过检查，智能打标控制板将会发出指令控制对应的激光打标机进行打标，激光打标机在加工件上打印预想设定的标志；
第九步：重复以上第五步至第八步骤，直至激光打标系统没有收到串口指令为止。
第十步：工作人员通过应用程序接口或远程应用程序接口实现信息交流：根据智能打标控制板收集的数据对加工件进行分析。
其中，所述第五步通过摄像头监测完成的加工件。
本发明利用工业物联网，通过总线将多个激光打标机连接到服务器，每个激光打标机连接一智能激光打标控制板，通过智能激光打标控制板连接到工厂的网络操作机器，并与网络操作机器实现通信，本发明智能打标机系统集成多台激光打标机，本系统通过同时远程服务器管理这些激光打标机工作的作业或多条自动化生产线，这样能提高效率并精简动作和空间。
附图说明
图1所示为本发明多个激光打标机连接服务器总线的控制原理图；
图2是激光打标机应用于物联网原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案更清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替换，都应该视为属于本发明的保护范围。
本发明优选的激光设备视觉检测装置不是用来限制发明仅为此类产品，而确切的是类似优选带有智能激光打标控制板装置的激光设备的应用都能够使用本发明。
本发明优选实施方式的下列描述不是用来发明限制为这些优选实施方式，而更确切地是使本领域的技术人员能够制造和使用本发明。
工业物联网IIOT让制造商能够自动执行许多以前必须人工操作的作业，工厂网络中的多个设备和机器可以处理PLC可编程逻辑控制器的输入和输出数据，例如根据预先确定的参数来自动启动和停止生产程序，工业物联网TIOT让制造商可以集中控制工厂中的所有机器和设备。
本发明揭示一种基于物联网的智能打标机系统，本发明利用工业物联网ITOT，通过总线将多个激光打标机连接到服务器，每个激光打标机连接一智能激光打标控制板，通过智能激光打标控制板连接到工厂网络，并与网络操作机器实现通信，本发明智能打标机系统集成多台激光打标机，本系统通过同时远程服务器管理这些激光打标机工作的作业或多条自动化生产线，这样能提高效率并精简动作和空间。
借助智能激光打标控制板，当操作员想改变作业时，工程师只需要在网络操作机器上进行更改，然后网络中的所有激光打标机1-N都会执行同样的操作。
通过将智能打标控制板连接到互联网，这将在系统维护、监控、操作、远程故障诊断和产品支持等方面开辟新的可能性。如，工程师可以选择让设备自动升级，或者允许全球范围的客户或开发商将他们的激光打标系统设计方案远程上传到系统中。
在智能激光打标控制器中，工厂的员工可以从工厂网络中选择预先编程好的激光打标作业。工厂的工程师可以动态地接入控制板，来更改、跟踪和可追溯性信息，例如日期、时间和批次，也可以接入生产数据库程序来更改打标信息。
图1和图2是多个激光打标机连接服务器总线的控制原理图，智能打标机系统包括：N台激光打标机，该N台激光打标机通过总线200与一服务器100连接，每一个打标机1-N不需要单独配工控机，只需要配一个服务器100实时显示打标机运行状态即可。每一台激光打标机1-N都配有一个智能激光打标控制板11-N1，该智能激光打标控制板能智能控制对应的激光打标机工作，智能打标机系统还包括通过数据控制连接所有的智能激光打标控制板11-N1的网络操作机器，通过网络操作机器发出串口指令实现对多台激光打标机控制。
服务器100通过以太网分配IP(IP1-IPN)地址的方式连接智能打标控制板11-N1，控制每一台激光打标机的运行。
网络操作机器包括：网络中的电脑、PLC可编程逻辑控制器、智能手机、平板电脑、或工厂后台数据库，通过网络操作机器发出串口指令实现物联网端控制，物联网端包括互联网终端501、移动办公502、管理中心503、远程维护504等。
图2是激光打标机应用于物联网原理图，其具体实施的过程为：
1、与激光打标机1-N连接对应的智能激光打标控制板11-N1，智能激光打标控制板11-N1内部设有应用程序接口(API)或远程应用程序接口(API)来输入和检索并取回信息。作为通信协议通道，应用程序接口(API)或远程应用程序接口(API)实现智能激光打标控制板与网络操作机器之间实现信息交流，即：实现数据共享与处理平台300。应用程序接口(API)或远程应用程序接口(API)的双向通信能力将网络操作机器与激光打标机进行无缝连接，有效简化了激光打标系统的自动化及其与工业物联网的通信。
其中，API是应用程序接口(API：ApplicationProgramInterface)的意思，应用程序接口(API)是一组定义、程序及协议的集合，通过API接口实现计算机软件之间的相互通信。API的一个主要功能是提供通用功能集，程序员通过使用API函数开发应用程序，从而可以避免编写无用程序，以减轻编程任务。API同时也是一种中间件，为各种不同平台提供数据共享。
2、加载网络操作机器中的配置文件，其中包含了常用的目标模型(或指令集)。例如加载文件、发送动态信息，或是打标的x-y坐标位置。通过网络操作机器可以在数分钟之内完成编程，节省数小时的编程时间。
3、智能激光打标控制板内部设有应用程序接口(API)或远程应用程序接口(API)功能，通过使用网络操作机器来控制智能激光打标控制板。操作时，远程接入激光打标机，同时操纵和控制数据400，操纵和控制数据400包括TCP/IP协议以及通过网络操作机器发出串口指令实现物联网连接，物联网包括：互联网终端501、移动办公502、管理中心503、远程维护504等控制。
4、工作人员通过智能激光打标控制板的应用程序接口(API)或远程应用程序接口(API)实现信息交流，智能激光打标控制板能够收集数据，并提供重要信息，工作人员根据这些数据和重要信息决定是否增加班次或减少班次，分析一条生产线的效率比另一条生产线低的原因，或是在规定时间内打标了多少个小零件。
下面以智能激光打标控制板的内置应用程序接口(API)或远程应用程序接口(API)来实现复杂激光打标功能，使用应用程序接口(API)或远程应用程序接口(API)来配合一条高速自动化玻璃瓶打标生产线，其过程如下：
第一步：将多个智能打标控制板及对应激光打标机与网络操作机器(如PLC可编程逻辑控制器)通过应用程序接口(API)或远程应用程序接口(API)协议接入激光打标系统中，应用程序接口(API)或远程应用程序接口(API)设置于智能打标控制板内。
第二步：在网络操作机器加载配置文件，配置文件包含了常用的目标模型(或指令集)，例如加载文件、发送动态信息，或是打标的x-y坐标位置。通过网络操作机器可以在数分钟之内完成编程，节省数小时的编程时间。
第三步：通过网络操作机器中的网络中的发出串口指令。
第四步：激光打标系统收到串口指令，开始运行。
第五步：通过摄像头监控检测工作完成的加工件(如玻璃瓶)。
第六步：摄像头将检测出的信息以特定的格式传递到对应的智能打标控制板中。
该特定的格式为“是/否”或“0/1”的格式。
第七步：如果加工件(如玻璃瓶)通过检查，智能打标控制板将会发出指令控制对应的激光打标机进行打标，，激光打标机在加工件上打印预想设定的标志，如被打标上一个递增的序列号和二维条码。
第八步：如果加工件(如玻璃瓶)没有通过检查，智能打标控制板将会发出指令控制对应的激光打标机进行打标，激光打标机在加工件上打印预想设定的标志，如将会被打标上一个“废品”代码。
第九步：重复以上第五步至第八步骤，直至激光打标系统没有收到串口指令为止。
第十步：工作人员通过应用程序接口(API)或远程应用程序接口(API)实现信息交流：根据智能打标控制板收集的数据对加工件(如玻璃瓶)进行分析，如分析生产质量进行分析，实时监控产品的质量。
本发明基于物联网的智能机构激光打标系统，具体实施步骤如下：
步骤A1：将激光打标系统内每一台激光打标机配置一智能打标控制板；
步骤A2：将智能打标控制板与用于控制系统的服务器连接，并将该服务器通过网络操作机器连接到物联网中；
步骤A3：将需要打标的配置文件加载到网络操作机器中；
步骤A4：网络操作机器发送指令到智能打标控制板；
步骤A5：智能打标控制板接收到指令后控制对应的激光打标机进行相应的工作；
步骤A6：服务器可根据要求随意分配对应的激光打标机的工作和产能，每个激光打标机不需要单独配置工控机对打标机进行控制；
步骤A7：通过应用程序接口(API)或远程应用程序接口(API)实现信息交流：智能激光打标控制板收集数据，并提供重要信息，工作人员根据这些数据和重要信息决定是否增加班次或减少班次，分析一条生产线的效率比另一条生产线低的原因，或是在规定时间内打标了多少个小零件。
本发明通过智能激光打标系统，同时远程管理多个作业或多条自动化生产线、提高效率并精简动作和空间，其实现过程如下：
1、激光打标机的智能打标控制板与工厂网络连接，通过控制网络中的多个激光打标控制板，工作人员可以在多条生产线中同时实现产品或者零件的切割、打标等工序，启动或停止进行中的作业，或是更换作业，甚至打标移动的零件。
2、不再需要电脑，每台打标机只需要配置一台显示器，实时显示设备当前运行状态。每一台激光打标设备配置一个智能激光打标控制板，将智能激光打标控制板接入工厂网络中就可以将激光打标设备变成生产环境中的一部分，智能激光打标控制板成为工厂网络中的一个节点，能够在需要的时候与API通信，或是在准备好之前保持“沉默”。
工厂网络中的多个设备和机器可以处理网络操作机器的输入和输出数据，例如根据预先确定的参数来自动启动和停止生产程序。IIOT让制造商可以集中控制工厂中的所有机器和设备，通过智能激光打标控制板连接到工厂网络，并与网络操作机器实现通信，系统集成创造的激光打标系统能满足以下挑战：同时远程管理多个作业或多条自动化生产线，这样能提高效率并精简动作和空间。借助智能激光打标控制板，当工作人员想改变作业时，工作人员只需要在网络操作机器上进行更改，然后网络中的所有机器都会执行同样的操作。
为了使本发明的目的、技术方案更清楚明白，以上结合附图和实施例，对本发明进行了详细的说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替换，都应该视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于物联网的打标机系统，其特征在于，其包括：多台激光打标机，该多台激光打标机通过一总线与服务器连接，每一个激光打标机连接一智能激光打标控制板，该智能激光打标控制板能控制对应的激光打标机工作，智能打标机系统还包括通过数据控制连接所有的智能激光打标控制板的网络操作机器，通过网络操作机器发出串口指令实现物联网连接。
2.根据权利要求1所述的打标机系统，其特征在于：服务器通过以太网分配IP地址的方式连接所有的智能激光打标控制板。
3.根据权利要求1所述的打标机系统，其特征在于：网络操作机器包括网络中的电脑、PLC可编程逻辑控制器、智能手机、平板电脑、或工厂后台数据库。
4.根据权利要求1或3所述的打标机系统，其特征在于：智能激光打标控制板设有应用程序接口或远程应用程序接口，应用程序接口或远程应用程序接口连接智能激光打标控制板与网络操作机器。
5.根据权利要求1所述的打标机系统，其特征在于：物联网包括：互联网终端、移动办公、管理中心、远程维护。
6.根据权利要求1-5任一所述的基于物联网的打标机系统的打标方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A1：将激光打标系统内每一台激光打标机配置一智能打标控制板；
步骤A2：将智能打标控制板与用于控制系统的服务器连接，并将该服务器通过网络操作机器连接到物联网中；
步骤A3：将需要打标的配置文件加载到网络操作机器中；
步骤A4：网络操作机器发送指令到智能打标控制板；
步骤A5：智能打标控制板接收到指令后控制对应的激光打标机进行相应的工作；
步骤A6：服务器根据要求分配对应的激光打标机工作；
步骤A7：通过应用程序接口或远程应用程序接口实现信息交流：智能激光打标控制板收集数据和提供信息。
7.根据权利要求6所述的打标方法，其特征在于，所述步骤A7，工作人员根据智能激光打标控制板提供数据和信息决定是否增加班次或减少班次，分析一条生产线的效率比另一条生产线低的原因，或是在规定时间内打标了多少个小零件。
8.根据权利要求6所述的打标方法，其特征在于，所述步骤A6，每个激光打标机不需要单独配置工控机对打标机进行控制。
9.根据权利要求1-5任一所述的基于物联网的打标机系统的打标方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：将多个智能打标控制板及对应激光打标机与网络操作机器通过应用程序接口或远程应用程序接口协议接入激光打标系统中；
第二步：在网络操作机器加载配置文件；
第三步：通过网络操作机器中的网络中的发出串口指令；
第四步：激光打标系统收到串口指令，开始运行；
第五步：检测工作完成的加工件；
第六步：将检测出的信息以特定的格式传递到对应的智能打标控制板中；
第七步：如果加工件通过检查，智能打标控制板将会发出指令控制对应的激光打标机进行打标，激光打标机在加工件上打印预想设定的标志；
第八步：如果加工件没有通过检查，智能打标控制板将会发出指令控制对应的激光打标机进行打标，激光打标机在加工件上打印预想设定的标志；
第九步：重复以上第五步至第八步骤，直至激光打标系统没有收到串口指令为止；
第十步：工作人员通过应用程序接口或远程应用程序接口实现信息交流：根据智能打标控制板收集的数据对加工件进行分析。
10.根据权利要求9所述的打标方法，其特征在于，所述第五步通过摄像头监测完成的加工件。
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